DE3700777A1

DE3700777A1 - DEVICE FOR DETERMINING A REFERENCE POSITION AND ENCLOSER EQUIPPED WITH THIS DEVICE

Info

Publication number: DE3700777A1
Application number: DE19873700777
Authority: DE
Inventors: Koh Ishizuka; Tetsuharu Nishimura; Osamu Kasahara
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-01-14
Filing date: 1987-01-13
Publication date: 1987-07-16
Anticipated expiration: 2007-01-14
Also published as: GB2186362B; GB2186362A; DE3700777C2; GB8700783D0; US5059791A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Ermitt lung einer Bezugsposition, um ein Bezugssignal für jede Bewe gung oder Drehung eines sich bewegenden Objekts um einen vor bestimmten Wert zur Verwendung in einem den Bewegungszustand oder -status eines sich bewegenden Objekts messenden Geräts zu erzeugen.The invention relates to a device for detection a reference position to a reference signal for each movement movement or rotation of a moving object around you certain value for use in a the state of motion or status of a moving object measuring device to create.

Die Erfindung bezieht sich auch auf einen Entschlüßler zur photoelektrischen Messung des Bewegungs- oder Drehungszustan des eines Objekts und insbesondere auf einen Verschlüßler, bei dem ein Lichtstrahl, vor allem ein kohärenter Licht strahl, in ein am Objekt fest angebrachtes Beugungsgitter eingeführt wird, um durch die Interferenz der von dem Beu gungsgitter gebeugten Lichtstrahlen Interferenzstreifen zu bilden, so daß ein Signal für eine Bezugsposition, um den Bewegungszustand des Objekts zu messen, durch Zählen der An zahl der Interferenzstreifen leistungsfähig und genau erhal ten werden kann. The invention also relates to a decryptor Photoelectric measurement of the state of motion or rotation of an object and in particular on an encryptor, where a beam of light, especially a coherent light beam, into a diffraction grating fixed to the object is introduced to by interference from the Beu Diffraction beams diffracted towards interference fringes form so that a signal for a reference position to the Measure the state of motion of the object by counting the number Efficient and accurate number of interference fringes can be.

Moderne Präzisionsausrüstungen, wie numerisch gesteuerte Werkzeugmaschinen und Schrittmotoren, zur Fertigung von Halb leiterelementen erfordern eine genaue Positionsvermessung in der Größenordnung von Submikron (<1 µm).Modern precision equipment such as numerically controlled Machine tools and stepper motors, for the production of half ladder elements require precise position measurement on the order of submicron (<1 µm).

Für eine derartige Messung im Submikronbereich ist bereits ein linearer Verschlüßler bekannt, bei dem durch gebeugte Lichtstrahlen von einem sich bewegenden Objekt, das mit einem kohärenten Licht, wie einem Laserstrahl, bestrahlt wird, gebildete Interferenzstreifen verwendet werden.For such a measurement in the submicron range is already a linear encryptor known in which by bent Rays of light from a moving object that are moving with a coherent light, such as a laser beam, is irradiated, interference fringes formed are used.

Ein solcher linearer Verschlüßler wurde bereits offenbart, und zwar beispielsweise in den US-PS′en Nr. 37 26 595 und 37 38 753, in der JP-GM-OS SHO 57-81 510 und in den JP- Patent-OS′en SHO 57-207 805, SHO 57-19 202, SHO 57-19 203 sowie SHO 60-98 302.Such a linear encryptor has already been disclosed namely, for example, in US-PS's No. 37 26 595 and 37 38 753, in JP-GM-OS SHO 57-81 510 and in JP- Patent OS's SHO 57-207 805, SHO 57-19 202, SHO 57-19 203 and SHO 60-98 302.

Andererseits weist ein photoelektrischer Drehverschlüßler eine sog. Meßmarkenstruktur auf, wie die beigefügte Fig. 1 zeigt, die mit einer aus lichtundurchlässigen sowie licht durchlässigen Teilen von gleicher Teilung, die entlang der Peripherie einer Scheibe 35, welche mit einer Drehwelle 30 verbunden ist, bestehenden Hauptskala 31, mit einer aus licht undurchlässigen sowie -durchlässigen Teilen von gleicher Tei lung wie diejenige der Hauptskala bestehenden festen Meßmar kenskala 32 sowie mit quer zu den beiden Skalen angeordneten Lichtemittern 33 und Lichtempfängern 34 versehen ist. Bei diesem Verschlüßler wird durch die Drehung der Hauptskala ein zur Teilung der lichtundurchlässigen und -durchlässigen Teile von beiden Skalen synchronisiertes Signal erzeugt, das einer Frequenzanalyse unterworfen wird, um die Änderung in der Umlaufgeschwindigkeit der Drehwelle zu ermitteln.On the other hand, a photoelectric rotary encoder has a so-called measuring mark structure, as shown in the attached FIG. 1, which has a main scale consisting of opaque and translucent parts of the same pitch, along the periphery of a disk 35 which is connected to a rotary shaft 30 31 , with an opaque and translucent parts of the same Tei treatment as that of the main scale existing Meßmar kenskala 32 and with transverse to the two scales arranged light emitters 33 and light receivers 34 is provided. In this encryptor, the rotation of the main scale generates a signal synchronized with the division of the opaque and translucent parts of both scales, which signal is subjected to frequency analysis in order to determine the change in the rotational speed of the rotary shaft.

Um ein Bezugspositionssignal zu erhalten, ist die Scheibe 35 mit einer Schlitzstruktur 36 versehen, die mit einer Licht quelle 38 und einem Lichtempfänger 37 zusammenwirkt. In order to obtain a reference position signal, the disk 35 is provided with a slot structure 36 which interacts with a light source 38 and a light receiver 37 .

Auf diese Weise wird für jede Drehung der Scheibe 35 ein Ausgangs-Impulssignal erhalten, das zur Prüfung eines Meß fehlers und zur Durchführung von absoluten Messungen verwen det wird.In this way, an output pulse signal is obtained for each rotation of the disk 35 , which is used to test a measurement error and to carry out absolute measurements.

Im beschriebenen Fall empfängt jedoch der Lichtempfänger 37 das Licht nur dann, wenn der Lichtstrahl durch die Schlitz struktur 36 tritt, und die Bezugsposition wird bestimmt, wenn das Ausgangssignal vom Lichtempfänger 37 einen vorbe stimmten Pegel überschreitet. Demzufolge ändert sich entspre chend der Bewegungsrichtung der Struktur 36 die Bezugspositi on, wobei auch ein Einfluß durch die Intensität des Licht strahls und die Empfindlichkeit des Lichtempfängers vorhan den ist.In the described case, however, the light receiver 37 receives the light only when the light beam passes through the slit structure 36 , and the reference position is determined when the output signal from the light receiver 37 exceeds a predetermined level. Accordingly, the reference position changes according to the direction of movement of the structure 36 , an influence by the intensity of the light beam and the sensitivity of the light receiver also being present.

Es ist auch möglich, zwei einander überlappende Schlitzreihen mit inkohärentem Licht, wie von einer Leuchtdiode, zu bestrah len und die Bezugsposition zu bestimmen, wenn das übertragene Licht ein Maximum erreicht. Bei diesem Verfahren wird das Auflösungsvermögen durch die maximale Raumfrequenz (minimale Teilung) der Schlitzreihe festgelegt und kann lediglich durch Verwendung einer kleineren Teilung der Schlitze verbessert werden. Die Verwendung einer kleineren Teilung, z.B. einer der Wellenlänge der Lichtquelle nahegelegenen Teilung, ver mindert auf Grund einer Beugung das übertragene Licht und erfordert eine präzise Justierung im Abstand der beiden Schlitzreihen.It is also possible to have two rows of slots overlapping one another with incoherent light, such as from a light emitting diode len and determine the reference position when the transferred Light reaches a maximum. With this procedure, that is Resolving power through the maximum spatial frequency (minimum Division) of the slot row and can only by Improved use of a smaller pitch of the slots will. The use of a smaller division, e.g. one division close to the wavelength of the light source, ver due to diffraction, reduces the transmitted light and requires precise adjustment in the distance between the two Rows of slots.

Im Hinblick auf die obigen Feststellungen ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Ermittlung einer Bezugs position, die imstande ist, die Bezugsposition präzis fest zustellen, und einen mit einer solchen Einrichtung ausgestat teten Verschlüßler von hoher Leistung zu schaffen. In view of the above findings, it is the job of the invention, a device for determining a reference position that is able to set the reference position precisely deliver, and equipped with such a device To create encryptors of high performance.

Ein Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Ermitt lung einer Bezugsposition mit einem hohen Auflösungsvermö gen sowie einen ein hohes Auflösungsvermögen aufweisenden Verschlüßler, der mit dieser Vorrichtung versehen ist, zu schaffen.An object of the invention is to provide a device for detection a reference position with a high resolution genes as well as a high resolution Encryptor, which is provided with this device, too create.

Das wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zur Ermitt lung einer Bezugsposition erreicht, die optische Elemente, um einen Lichtstrahl auf eine die Bezugsposition angebende Struktur zu richten, und eine Mehrzahl von Lichtfühlelemen ten zum Empfang des durch die Struktur hindurch empfangenen Lichtstrahls umfaßt, so daß ein Bezugspositionssignal aus den Signalen der in Mehrzahl vorhandenen Lichtfühlerelemente erhalten wird.According to the invention, this is achieved by a device for determining reached a reference position, the optical elements, around a beam of light to indicate the reference position Structure and a variety of light sensing elements to receive that received through the structure Light beam includes, so that a reference position signal the signals of the plurality of light sensor elements is obtained.

Der Verschlüßler gemäß der Erfindung umfaßt eine erste opti sche Einrichtung, die einen kohärenten Lichtstrahl auf ein längs der Bewegungs- oder Drehrichtung eines Objekts ausge bildetes Beugungsgitter richtet, Interferenzeinrichtungen, die die gebeugten Lichtstrahlen einer bestimmten Ordnung, die von dem Beugungsgitter austreten, überlagern, um Inter ferenzstreifen zu erzeugen, Lichtfühleinrichtungen zur photo elektrischen Umwandlung dieser Inteferenzstreifen, eine eine Bezugsposition angebende Struktur, die in der Nachbarschaft des Beugungsgitters angeordnet ist, eine zweite optische Ein richtung, die einen Lichtstrahl auf diese Struktur richtet, und mehrere Lichtfühlelemente zum Empfang des durch die Struktur hindurch erhaltenen Lichtstrahls.The encryptor according to the invention comprises a first opti cal device that has a coherent beam of light on it along the direction of movement or rotation of an object formed diffraction grating, interference devices, the diffracted rays of light of a certain order, emerging from the diffraction grating overlap to inter to produce reference strips, light sensing devices for photo electrical conversion of these interference fringes, a one Structure indicating reference position in the neighborhood of the diffraction grating is arranged, a second optical on direction that directs a light beam onto this structure, and several light sensing elements to receive the through the Light beam obtained through the structure.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen an hand von verschiedenen bevorzugten Ausführungsformen er läutert. Es zeigen: The invention will be described with reference to the drawings hand of various preferred embodiments purifies. Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines herkömmlichen photoelektrischen Drehverschlüßlers; Fig. 1 is a schematic representation of a conventional photoelectric rotary encoder;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Verschlüßlers gemäß der Erfindung; Fig. 2 is a schematic representation of an encryptor according to the invention;

Fig. 3 schematisch eine in dem Verschlüßler von Fig. 2 verwendete Reflexionseinrichtung; Fig. 3 schematically shows a reflection device used in the encryptor of Fig. 2;

Fig. 4A und 4B schematische Darstellungen des Aufbaus und des Arbeitsprinzips einer in dem Verschlüßler von Fig. 2 verwendeten Vorrichtung zur Ermittlung einer Bezugsposition; FIGS. 4A and 4B are schematic representations of the structure and the operating principle of an apparatus used in the scrambler of Figure 2 for determining a reference position.

Fig. 5A bis 5E Kurvenbilder zu Ausgangssignalen von zwei Lichtempfangseinrichtungen (Sehzellen) der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung zur Ermittlung einer Bezugs position; . Figs. 5A to 5E curve picture for output signals from two light receiving devices (visual cells) of the apparatus shown in Figure 4 for detecting a reference position;

Fig. 6 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ermittlung einer Bezugsposition in einer zweiten Ausführungsform; Fig. 6 is a schematic representation of the inventive apparatus for determining a reference position in a second embodiment;

Fig. 7A und 7B schematische Darstellungen einer dritten und vierten Ausführungsform für eine Vorrichtung zur Ermittlung einer Bezugsposition gemäß der Erfindung; FIGS. 7A and 7B are schematic representations of a third and fourth embodiment of an apparatus for determining a reference position in accordance with the invention;

Fig. 8A und 8B schematische Darstellungen einer fünften und sechsten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ermittlung einer Bezugsposition; Figs. 8A and 8B are schematic diagrams of a fifth and sixth embodiment of a device according to the invention for determining a reference position;

Fig. 9 schematisch eine siebente Ausführungsform einer er findungsgemäßen Vorrichtung zur Ermittlung einer Bezugsposition; Fig. 9 schematically shows a seventh embodiment of an inventive device for determining a reference position;

Fig. 10 eine schematische Darstellung eines Verschlüßlers gemäß der Erfindung in einer weiteren Ausführungs form; Fig. 10 is a schematic representation of an encryptor according to the invention in a further embodiment;

Fig. 11 schematisch eine achte Ausführungsform der in dem Verschlüßler von Fig. 10 verwendeten Vorrichtung zur Ermittlung einer Bezugsposition; FIG. 11 schematically shows an eighth embodiment of the device for determining a reference position used in the encryptor of FIG. 10;

Fig. 12 schematisch eine neunte Ausführungsform einer erfin dungsgemäßen Vorrichtung zur Ermittlung einer Bezugs position; Fig. 12 schematically shows a ninth embodiment of an inventive device for determining a reference position;

Fig. 13A und 13B eine zehnte Ausführungsform der Vorrich tung zur Ermittlung einer Bezugsposition gemäß der Erfindung; FIG. 13A and 13B, a tenth embodiment of Vorrich processing for determining a reference position in accordance with the invention;

Fig. 14 eine elfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ermittlung einer Bezugsposition in schematischer Darstellung; FIG. 14 is an eleventh embodiment of the inventive apparatus for determining a reference position in a schematic representation;

Fig. 15 schematisch eine zwölfte Ausführungsform einer Vor richtung zur Ermittlung einer Bezugsposition gemäß der Erfindung; FIG. 15 schematically shows a twelfth embodiment of an on device for determining a reference position in accordance with the invention;

Fig. 16 schematisch einen Verschlüßler in einer weiteren Ausführungsform gemäß der Erfindung; Fig. 16 schematically illustrates a scrambler in a further embodiment of the invention;

Fig. 17 schematisch einen Verschlüßler in einer weiteren Ausführungsform gemäß der Erfindung. Fig. 17 schematically illustrates a scrambler in a further embodiment of the invention.

Die Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung des optischen Systems gemäß der Erfindung in Anwendung auf einen Drehver schlüßler (Kodedrehgeber). Fig. 2 shows a schematic representation of the optical system according to the invention in application to a rotary encoder (code encoder).

Bei dieser Ausführungsform wird ein von einem Laser 1 ausge sandter Lichtstrahl durch ein Kollimatorobjektiv 2 in einen parallelen Lichtstrahl umgewandelt, der in einen Strahlentei ler 3 geleitet wird, um zwei linear polarisierte Strahlen, d.h. einen übertragenen und einen reflektierten Lichtstrahl, von nahezu gleichen Intensitäten zu erhalten. Der reflektier te Lichtstrahl wird durch ein g/4-Plättchen in einen zir kular polarsierten Lichtstrahl umgewandelt und durch ein Prisma 16 mit zwei reflektierenden Flächen auf eine Position M 1 eines radialen Beugungsgitters 7 einer Scheibe 6, die mit einem zu vermessenden drehenden Objekt verbunden ist, einge leitet. Das übertragene und gebeugte Licht einer bestimmten Ordnung, das von dem Gitter 7 erhalten wurde, wird durch ein Reflexionselement 8 reflektiert, um auf dem gleichen Licht weg in nahezu dieselbe Position M 1 des Gitters einzutreten. Das durch eine erneute Beugung (Wiederbeugung) durch das Git ter 7 erhaltene gebeugte Licht einer bestimmten Ordnung wird durch das λ/4-Plättchen 4 in einen linear polarisierten Lichtstrahl umgesetzt, dessen Polarisationsrichtung um 90° zu der des einfallenden Lichtstrahls unterschiedlich ist und der in einen polarisierten Strahlenteiler 3 eintritt.In this embodiment, a light beam sent out by a laser 1 is converted by a collimator lens 2 into a parallel light beam which is guided into a beam divider 3 to two linearly polarized beams, ie a transmitted and a reflected light beam, of almost equal intensities receive. The reflected light beam is converted by a g / 4 plate into a circularly polarized light beam and through a prism 16 with two reflecting surfaces to a position M 1 of a radial diffraction grating 7 of a disk 6 which is connected to a rotating object to be measured , initiated. The transmitted and diffracted light of a certain order obtained from the grating 7 is reflected by a reflecting element 8 to enter almost the same position M 1 of the grating on the same light. The diffracted light of a certain order obtained by a new diffraction (re-diffraction) by the grating 7 is converted by the λ / 4 plate 4 into a linearly polarized light beam, the polarization direction of which differs from that of the incident light beam by 90 ° and that in a polarized beam splitter 3 occurs.

Bei dieser Ausführungsform bewegt sich das gebeugte Licht der bestimmten Ordnung auf demselben Lichtweg wie der ein fallende Lichtstrahl zwischen dem polarisierten Strahlen teiler 3 und dem Reflexionselement 8. Die Fig. 3 zeigt sche matisch eine Ausführungsform für das Reflexionselement 8 oder 9, die in Fig. 2 gezeigt sind.In this embodiment, the diffracted light of the specific order moves on the same light path as the incident light beam between the polarized beam splitter 3 and the reflection element 8 . Fig. 3 shows cal matically an embodiment for the reflection element 8 or 9 , which are shown in Fig. 2.

Gemäß Fig. 3 ist ein Spiegel 40 annähernd in der Brennebene einer Kondensorlinse 41 angeordnet, wobei das als ein paral leler Strahl in diese Linse allein eintretende gebeugte Licht der bestimmten Ordnung durch eine Apertur 43 einer Maske 42 übertragen wird, durch den Spiegel 40 reflektiert wird und längs des einfallenden Lichtweges (Strahlenganges) zurückkehrt, während das gebeugte Licht anderer Ordnungen durch die Maske 42 aufgefangen wird. Das Reflexionselement kann jedoch bei gleicher Funktion irgendeinen anderen Aufbau aufweisen, z.B. kann es ein optisches Katzenaugesystem sein. Ein solches optisches System hat einen Vorteil insofern, als der einfallende Lichtstrahl längs eines annähernd glei chen Weges zurückkehrt, selbst wenn der Beugungswinkel durch eine mögliche Änderung in der Oszillationswellenlänge des Lasers geringfügig verändert wird.According to FIG. 3, a mirror 40 is arranged approximately in the focal plane of a condenser lens 41 , the diffracted light of the specific order entering this lens alone as a parallel beam being transmitted through an aperture 43 of a mask 42 , which is reflected by the mirror 40 and returns along the incident light path (ray path) while the diffracted light of other orders is caught by the mask 42 . However, the reflection element can have any other structure with the same function, for example it can be an optical cat's eye system. Such an optical system has an advantage in that the incident light beam returns along an approximately equal path even if the diffraction angle is slightly changed by a possible change in the oscillation wavelength of the laser.

Auch kann das optische Katzenaugesystem mit einer verteil ten Brechungsindexlinse, z.B. einer unter dem Namen "Celfoc Micro Lens", hergestellt von Nippon Plate Glass Co., bekann ten Linse, mit einer an einer ebenen Fläche dieser Linse vorgesehenen reflektierenden Schicht kombiniert werden, wo bei diese Kombination bei dem Erfindungsgegenstand leistungs fähig als ein optisches Element, das einen einfachen Aufbau aufweist und ohne Schwierigkeiten herzustellen ist, zur Anwendung gelangen kann. The optical cat's eye system can also be distributed with a refractive index lens, e.g. one under the name "Celfoc Micro Lens "manufactured by Nippon Plate Glass Co. th lens, with one on a flat surface of this lens provided reflective layer can be combined where performance in this combination in the subject matter of the invention capable as an optical element that has a simple structure has and is easy to manufacture, for Application can come.

Gemäß Fig. 2 wird der durch den Strahlenteiler 3 übertragene Lichtstrahl durch ein λ/4-Plättchen 5 in einen zirkular polarisierten Lichtstrahl umgewandelt, der an der Stelle M 2 des Gitters 7 auf der Scheibe 6 eintritt, wobei diese Stel le M 2 mit Bezug zur Drehwelle 50 nahezu symmetrisch zum Punkt M 1 liegt. Das von diesem Gitter 7 übertragene und gebeugte Licht einer bestimmten Ordnung wird durch das Reflexionsele ment 9, das dem Reflexionselement 8 gleichartig ist, reflek tiert und tritt über den gleichen Lichtweg an nahezu derselben Stelle M 2 des Gitters 7 ein. Das durch erneute Beugung durch das Gitter 7 erhaltene gebeugte Licht einer bestimmten Ord nung wird durch das λ/4-Plättchen 5 in linear polarisiertes Licht umgewandelt, dessen Polarisationsrichtung um 90° zu derjenigen des einfallenden Strahls unterschiedlich ist, und es tritt in den Strahlenteiler 3 ein.Referring to FIG. 2 transmitted through the beam splitter 3 light beam is converted by a λ / 4 plate 5 into a circularly polarized light beam which enters at the point M 2 of the grating 7 on the plate 6, said Stel le M 2 with respect to the rotary shaft 50 is almost symmetrical to the point M 1 . The transmitted by this grating 7 and diffracted light of a specific order is management by the Reflexionsele 9, the reflective element is similar to 8, reflectors advantage and exits via the same optical path at almost the same position of the grating M 2 7 a. The diffracted light of a certain order obtained by diffraction through the grating 7 is converted into linearly polarized light by the λ / 4 plate 5 , the polarization direction of which differs by 90 ° from that of the incident beam, and it enters the beam splitter 3 a.

Auch bei diesem übertragenen Lichtstrahl bewegt sich wie im Fall des oben erläuterten Lichtstrahls das gebeugte Licht der bestimmten Ordnung auf dem gleichen Lichtweg wie der ein fallende Lichtstrahl zwischen dem Strahlenteiler 3 und dem Reflexionselement 9. Dieses gebeugte Licht wird von dem vom Reflexionselement 8 kommenden Licht überlagert, dann durch ein λ/4-Plättchen 10 in zirkular polarisiertes Licht umge setzt und durch einen Strahlenteiler 11 in zwei Lichtstrahlen aufgeteilt. Diese Lichtstrahlen werden durch Polarisatoren 12 und 13 geführt, deren Polarisationsrichtungen jeweils um 45° geneigt sind, um Lichtstrahlen mit einer gegenseitigen Phasendifferenz von 90° zu erhalten, und sie werden jeweils in Lichtempfänger (Sehzellen) 14 und 15 eingeführt, um die Intensität der von den beiden Lichtstrahlen gebildeten Inter ferenzstreifen zu ermitteln.Also in this transmitted light beam, as in the case of the light beam explained above, the diffracted light of the specific order moves in the same light path as the incident light beam between the beam splitter 3 and the reflection element 9 . This diffracted light is superimposed by the light coming from the reflection element 8 , then converted into circularly polarized light by a λ / 4 plate 10 and divided into two light beams by a beam splitter 11 . These light beams are passed through polarizers 12 and 13 , the polarization directions of which are each inclined by 45 ° in order to obtain light beams with a mutual phase difference of 90 °, and they are introduced into light receivers (visual cells) 14 and 15 , respectively, in order to determine the intensity of the to determine the two light beams formed interference lines.

Bei der in Rede stehenden Ausführungsform wird ein direkt vom Laser 1 oder von einer nicht dargestellten getrennten Lichtquelle kommender Lichtstrahl oder ein gebeugter Licht strahl beispielsweise der Ordnung -m oder (m+1) von der Stelle M 1 des Gitters 7 außer dem, der in das Reflexionsele ment 8 eintritt, beispielsweise der gebeugte Lichtstrahl der Ordnung m, durch einen Spiegel 18 sowie einen Strahlentei ler 19 geführt und durch eine Zylinderlinse 21 zum Eintritt in ein Bezugsposition-Nachweiselement 22, das an der Scheibe 6 vorgesehen ist, in einen linearen Lichtstrahl umgewandelt.In the embodiment in question, a light beam coming directly from the laser 1 or from a separate light source, not shown, or a diffracted light beam, for example of the order - m or (m +1) from the position M 1 of the grating 7 except that in the Reflexionsele element 8 occurs, for example the diffracted light beam of order m , guided by a mirror 18 and a Strahlentei ler 19 and through a cylindrical lens 21 for entry into a reference position detection element 22 , which is provided on the disc 6 , in a linear light beam converted.

Das Bezugsposition-Nachweiselement 22 besteht beispielsweise aus einem rechteckigen, reflektierenden Bereich (Fläche), wobei ein Bezugspositionssignal durch Empfang des vom Bezugs position-Nachweiselement 22 übertragenen Lichts mittels einer zwei Sehzellen 24 A und 24 B umfassenden Lichtempfangs einrichtung erhalten wird. Diese Lichtempfangseinrichtung 24 kann auch aus einem Lichtempfangselement bestehen, das zwei integrierte Lichtempfangsflächen aufweist. Ein Bezugs signal, um den Zustand der Drehung der Scheibe 6 zu messen, beispielsweise ein Bezugssignal für jede Umdrehung, kann auf diese Weise erhalten werden.The reference position detection element 22 consists, for example, of a rectangular, reflecting area (area), a reference position signal being obtained by receiving the light transmitted by the reference position detection element 22 by means of a light receiving device comprising two visual cells 24 A and 24 B. This light receiving device 24 can also consist of a light receiving element which has two integrated light receiving surfaces. A reference signal to measure the state of rotation of the disc 6 , for example a reference signal for each revolution, can be obtained in this way.

Durch die hier besprochene Ausführungsform kann der Einfluß von Staub und Flecken vermindert und die Genauigkeit in der Ermittlung der Bezugsposition gesteigert werden, indem ein linearer Lichtstrahl sowie eine reflektie rende Fläche von gleichartiger Gestalt verwendet werden.Due to the embodiment discussed here, the influence can diminished by dust and stains and the accuracy in the Determining the reference position can be increased by using a linear light beam and a reflection surface of the same shape can be used.

Die Fig. 4A ist eine detaillierte Teildarstellung, die die Art der Ermittlung des Bezugspositionssignals gemäß der in Rede stehenden Ausführungsform zeigt, während die Fig. 4B schematisch einen Zustand zeigt, wobei das Bezugsposition- Nachweiselement 22, das aus einer Spiegelfläche 22′ mit einer Breite P in der Drehrichtung besteht, in den fokussierten Bereich eines Lichtstrals der Breite P′ eingetreten ist. Fig. 4A is a detailed partial view showing the manner of determining the reference position signal according to the embodiment in question, while Fig. 4B schematically shows a state where the reference position detection element 22 , which consists of a mirror surface 22 'with a width P exists in the direction of rotation, in the focused area of a light beam of width P ' has occurred.

Bei der in Rede stehenden Ausführungsform wird ein Teil des Lichtstrahls vom Laser durch den Strahlenteiler 19 reflek tiert und durch die Zylinderlinse 21 in einer linearen Form in der Nachbarschaft des Bezugsposition-Nachweiselements 22 auf der Scheibe 6 scharf eingestellt. Der auf diese Weise fokussierte Lichtstrahl wird durch die Spiegelfläche 22′ re flektiert, wenn die Scheibe 6 eine bestimmte Lage erreicht.In the present embodiment, a part of the light beam from the laser reflectors advantage and through the beam splitter 19 into focus through the cylindrical lens 21 in a linear form in the vicinity of the reference position detection element 22 on the disc. 6 The light beam focused in this way is reflected by the mirror surface 22 'when the disk 6 reaches a certain position.

Wenn sich die Spiegelfläche 22′ bei Betrachtung von Fig. 4A von links nach rechts bewegt, dann tritt das anfangs reflek tierte Licht in die Sehzelle 24 A durch die Zylinderlinse 21 und den Strahlenteiler 19 ein.If the mirror surface 22 'moves from left to right when viewing Fig. 4A, then the initially reflected light enters the visual cell 24 A through the cylindrical lens 21 and the beam splitter 19 .

Bei einer weiteren Bewegung der Spiegelfläche 22′ nach rechts tritt das Licht auch in die Sehzelle 24 B ein. Somit empfangen die Sehzellen 24 A und 24 B in einem bestimmten Moment im Ver lauf der Bewegung der Spiegelfläche 22′ gleiche Lichtmengen.With a further movement of the mirror surface 22 'to the right, the light also enters the visual cell 24 B. Thus, the visual cells 24 A and 24 B receive at a certain moment in the course of the movement of the mirror surface 22 'equal amounts of light.

Bei der beschriebenen Ausführungsform wird eine Position von gleichen Ausgangssignalen von den Sehzellen 24 A und 24 B als eine Bezugsposition oder eine Nullage genommen, wobei in dieser Position ein Null-Phasensignal erzeugt wird.In the described embodiment, a position of the same output signals from the visual cells 24 A and 24 B is taken as a reference position or a zero position, in which position a zero phase signal is generated.

Die Fig. 5A bis 5E zeigen die Änderungen in den von den Seh zellen 24 A und 24 B empfangenen Lichtmengen als eine Funktion einer Relativbeziehung in der Breite P der Spiegelfläche 22′ und der Breite P′ des fokussierten Lichtstrahls, wobei die Fig. 5A, 5B, 5C, 5D und 5E jeweils den Fällen von P′<2P, P′=2P, P′=1, 5P, P′=P und P′<P entsprechen. Wie sich aus der Fig. 5B ergibt, ist für eine genaue Ermittlung der Nullage eine Beziehung P′=2P erwünscht. Andererseits ist eine genaue Ermittlung im Fall von P′≦P, wie Fig. 5E zeigt, schwierig. FIGS. 5A to 5E show changes in the cells of the Seh 24 A and 24 B received light amounts as a function of a relative relationship in the width P of the mirror surface 22 'and the width P' of the focused light beam, the Fig. 5A, 5B, 5C, 5D and 5E correspond to the cases of P ′ <2 P , P ′ = 2 P , P ′ = 1, 5 P , P ′ = P and P ′ < P, respectively. As can be seen from FIG. 5B, a relationship P ′ = 2 P is desired for an exact determination of the zero position. On the other hand, an accurate determination in the case of P ′ ≦ P , as shown in FIG. 5E, is difficult.

Die Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform, wobei die Zy linderlinse 21 vor dem Strahlenteiler 19, d.h. näher an der Lichtquelle, angeordnet ist. Der übrige Aufbau entspricht demjenigen der Fig. 4, wobei gleiche Bauteile zu Fig. 4 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind und deshalb nicht näher erläutert werden. Fig. 6 shows a further embodiment, wherein the Zy lens lens 21 is arranged in front of the beam splitter 19 , ie closer to the light source. The remaining structure corresponds to that of FIG. 4, the same components as in FIG. 4 being designated with the same reference numerals and therefore not being explained in more detail.

Bei den bisherigen Ausführungsformen kann die Zylinderlinse durch einen Schlitz und eine Kugelflächenlinse ersetzt werden, um in der Nähe des Bezugsposition-Nachweiselements 22 auf der Scheibe 6 einen schlitzförmigen Lichtstrahl zu bilden.In the previous embodiments, the cylindrical lens can be replaced by a slit and a spherical surface lens in order to form a slit-shaped light beam in the vicinity of the reference position detection element 22 on the disk 6 .

Ferner können bei den besprochenen Ausführungsformen die Ein fallsrichtung des Lichtstrahls auf die Scheibe 6 und die Rich tung der beiden Sehzellen 24 A, 24 B gegenseitig ausgetauscht werden.Furthermore, in the embodiments discussed, the incident direction of the light beam onto the pane 6 and the direction of the two visual cells 24 A , 24 B can be exchanged.

Des weiteren kann anstelle der beiden unabhängigen Sehzellen 24 A und 24 B, die beiden erläuterten Ausführungsformen verwen det wurden, ein sog. zweigeteilter Fühler mit zwei Lichtemp fangsflächen an einem Element zur Anwendung kommen, um einen einfacheren Aufbau und eine einfachere Justierung zu erlan gen. Anstelle des Erfassens des reflektierten Lichts im Zu stand eines parallelen Strahls nach Durchtritt durch die Zy linderlinse kann auch eine Positivlinse, wie Fig. 7B zeigt, vorgesehen werden, um einen konvergierenden Strahl zu den Sehzellen zu führen. In diesem Fall können kleinere Sehzellen verwendet werden, so daß eine Vereinfachung und eine kompakte re Bauweise der Vorrichtung erreicht werden.Furthermore, instead of the two independent visual cells 24 A and 24 B , the two explained embodiments have been used, a so-called two-part sensor with two light receiving surfaces can be used on one element in order to achieve a simpler construction and easier adjustment. Instead of detecting the reflected light in the state of a parallel beam after passing through the cylinder lens, a positive lens can also be provided, as shown in FIG. 7B, in order to guide a converging beam to the visual cells. In this case, smaller visual cells can be used, so that a simplification and a compact re construction of the device can be achieved.

Durch die Kombination einer schlitzförmigen Spiegelfläche und eines schlitzförmigen Lichtstrahls wird bei den beschrie benen Ausführungsformen eine Nullage-Ermittlung mit hoher Genauigkeit erreicht, jedoch kann natürlich auch ein fleck förmiger Lichtstrahl oder eine reflektierende oder absorbie rende Fläche von anderer Gestalt zur Anwendung kommen. By combining a slotted mirror surface and a slit-shaped light beam is described in the embodiments have a zero position determination with high Accuracy achieved, but of course there can also be a stain shaped light beam or a reflective or absorbent surface of a different shape.

Bei den besprochenen Ausführungsformen ist es nicht notwendig, den Laserstrahl durch die Zylinderlinse 21 auf die Nachbar schaft des Bezugsposition-Nachweiselements 22 der Scheibe 6 zu fokussieren.In the discussed embodiments, it is not necessary to focus the laser beam through the cylindrical lens 21 on the neighborhood of the reference position detection element 22 of the disk 6 .

Die Fig. 7A und 7B zeigen jeweils eine dritte und vierte Aus führungsform der Vorrichtung zur Ermittlung einer Bezugsposi tion gemäß der Erfindung, wobei zu den vorherigen Ausführungs formen gleiche Bauteile mit denselben Bezugszeichen bezeich net sind. Darüber hinaus ist eine positive Kondensorlinse 71 vorgesehen. FIGS. 7A and 7B respectively show a third and fourth imple mentation of the apparatus for determining a reference Posi tion according to the invention, wherein to the previous execution form the same components with the same reference numerals are designated net. In addition, a positive condenser lens 71 is provided.

Der Laserstrahl kann vor der Scheibe 6, wie die Fig. 7A zeigt, oder jenseits der Scheibe 6, wie die Fig. 7B zeigt, konver giert werden, und das mit der Erfindung verfolgte Ziel kann durch Konzentrieren des reflektierten Lichtstrahls auf die Sehzellen 24 A, 24 B durch die Kondensorlinse 71 erreicht wer den.The laser beam can be converged in front of the pane 6 , as shown in FIG. 7A, or beyond the pane 6 , as shown in FIG. 7B, and the aim pursued by the invention can be concentrated on the visual cells 24 A by concentrating the reflected light beam , 24 B through the condenser lens 71 who reached the.

Um eine wirksame Verwendung des Lichtstrahls zu erreichen, ist es auch möglich, den Strahlenteiler, wie Fig. 8A zeigt, durch schräges Einführen des Lichtstrahls von einem Laser 80 auf die Scheibe 6 durch die Zylinderlinse 21 und Führen des reflektierten Lichts von der Scheibe 6 zu den Sehzellen 24 A, 24 B durch eine Zylinderlinse 81 zu ersetzen. Wie die Fig. 8B zeigt, kann die Zylinderlinse 81, die gemäß der Fig. 8A zur Anwendung kommt, auch weggelassen werden.To achieve efficient use of the light beam, it is also possible to feed the beam splitter, as shown in FIG. 8A, by obliquely inserting the light beam from a laser 80 onto the disc 6 through the cylindrical lens 21 and guiding the reflected light from the disc 6 to replace the visual cells 24 A , 24 B by a cylindrical lens 81 . As FIG. 8B shows, the cylindrical lens 81 which is used according to FIG. 8A can also be omitted.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen wird das Bezugsposi tionssignal aus dem durch das Bezugsposition-Nachweiselement 22 reflektierten Licht erhalten, jedoch kann, wie die Fig. 9 zeigt, auch ein übertragenes Licht verwendet werden.In the described embodiments, the reference position signal is obtained from the light reflected by the reference position detection element 22 , however, as shown in FIG. 9, a transmitted light can also be used.

Bei der Ausführungsform von Fig. 9 wird der von einem unter halb einer transparenten Scheibe 6 angeordneten Laser 90 aus gehende Lichtstrahl durch die Zylinderlinse 21 zur Scheibe 6 geführt und das durch diese Scheibe getretene Licht durch eine Zylinderlinse 91 zu den Sehzellen 24 A und 24 B geleitet.In the embodiment of FIG. 9, the light beam emanating from a laser 90 arranged under half a transparent pane 6 is guided through the cylindrical lens 21 to the pane 6 and the light which has passed through this pane is passed through a cylindrical lens 91 to the visual cells 24 A and 24 B. headed.

Bei diesen Ausführungsformen kann der in das Bezugsposition- Nachweiselement eintretende Lichtstrahl in der Bewegungsrich tung der Bezugsstruktur verkürzt werden, beispielsweise in ovaler oder rechteckiger Form.In these embodiments, the reference position Detection element entering light beam in the direction of motion tion of the reference structure can be shortened, for example in oval or rectangular shape.

Die Bezugsstruktur wird bei den besprochenen Ausführungsfor men durch einen konvergierenden oder divergierenden Licht strahl bestrahlt, jedoch kann ein gleiches Ermittlungsprin zip mit einem parallelen Lichtstrahl zur Anwendung kommen.The reference structure is in the discussed execution by a converging or diverging light beam irradiated, however, the same determination principle zip with a parallel light beam.

Wie unter Bezugnahme auf die Fig. 3-9 erläutert wurde, zeichnet sich die Vorrichtung zur Ermittlung einer Bezugs position gemäß der Erfindung dadurch aus, daß der Lichtstrahl von einer sich zusammen mit dem Objekt bewegenden oder drehen den Bezugsstruktur (Spiegelfläche 22′) mit Hilfe von zwei Sehzellen empfangen wird und ein Null-Signal abgegeben wird, wenn die Ausgänge der Sehzellen gegenseitig gleich werden. Aus den vorherigen Ausführungsformen wird klar, daß die Mitte der Bezugsstruktur als die Bezugsposition ermittelt wird.As explained with reference to FIGS. 3-9, the device for determining a reference position according to the invention is characterized in that the light beam from a moving with the object or rotating the reference structure (mirror surface 22 ') with the help is received by two visual cells and a zero signal is emitted if the outputs of the visual cells become mutually equal. It is clear from the previous embodiments that the center of the reference structure is determined as the reference position.

Demzufolge besteht gemäß der Erfindung im Gegensatz zu her kömmlichen Vorrichtungen keine Abhängigkeit der Bezugsposi tion von der Bewegungsrichtung der Struktur. Ferner wird, weil das erwähnte Null-Signal durch Überwachung der Ausgänge von mehreren Sehzellen erzeugt wird, die Bezugsposition nicht länger durch die Intensität des Lichtstrahls oder durch eine Änderung in der Empfindlichkeit der Sehzellen beeinflußt.Accordingly, according to the invention, in contrast to her conventional devices do not depend on the reference positions tion of the direction of movement of the structure. Furthermore, because the mentioned zero signal by monitoring the outputs is generated by several visual cells, the reference position is not longer by the intensity of the light beam or by a Change in the sensitivity of the visual cells is affected.

Der hier beschriebene Verschlüßler mißt die Größe in der Be wegung oder Drehung eines Objekts durch Ermitteln der Inteni tätsänderung von Interferenzstreifen. Diese Vorrichtung hat ein Auflösungsvermögen in der Größenordnung von Submikron, worauf noch eingegangen werden wird. Demzufolge sollte die Vorrichtung zur Ermittlung einer Bezugsposition, die in einem derartigen Verschlüßler zur Anwendung kommen soll, bevorzug terweise imstande sein, ein Null-Phasensignal mit einem Auf lösungsvermögen zu liefern, das demjenigen in der Umdrehung vergleichbar ist.The encryptor described here measures the size in the loading movement or rotation of an object by determining the intensity change of interference fringes. This device has a resolution of the order of submicron, what will be discussed later. Accordingly, the Device for determining a reference position in a such encryptors should be used, preferred be able to produce a zero phase signal with an open to deliver solvency that to the one in the revolution is comparable.

Die Vorrichtung zur Ermittlung einer Bezugsposition gemäß der Erfindung ist in der Lage, ein Null-Phasensignal eines sehr hohen Auflösungsvermögens zu liefern. Vor allem kann die Breite der Bezugsstruktur in der Bewegungsrichtung in Übereinstimmung mit dem erwünschten Auflösungsvermögen klei ner oder enger gemacht werden.The device for determining a reference position according to the invention is capable of generating a zero phase signal to deliver very high resolution. Most of all, can the width of the reference structure in the direction of movement in Consistent with the desired resolving power be made narrower or narrower.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen wird zur Ermittlung der Bezugsposition ein Laserstrahl verwendet, jedoch kann auch Licht von anderen Lichtquellen, z.B. einer Leuchtdiode, zur Anwendung kommen.In the described embodiments, the determination a laser beam is used at the reference position, however also light from other light sources, e.g. a light emitting diode, come into use.

Um ein höheres Auflösungsvermögen und eine höhere Ausnutzung des Lichtstrahls zu erzielen, ist die Verwendung eines Laser strahls, der in zufriedenstellender Weise gerichtet und fokus siert werden kann, wirksam.For a higher resolution and a higher utilization To achieve the light beam is to use a laser beam that is satisfactorily directed and focused can be effective.

Um eine kompakte Bauweise der Vorrichtung zu erlangen, ist die Verwendung eines Halbleiterlasers geeignet.In order to achieve a compact design of the device the use of a semiconductor laser is suitable.

Im folgenden wird die Funktion der in Fig. 2 gezeigten Aus führungsform als ein Verschlüßler erläutert.In the following, the function of the embodiment shown in Fig. 2 will be explained as an encryptor.

Bei dieser Ausführungsform ruft eine Drehung des zu vermes senden Objekts 6 um eine Teilung des Beugungsgitters 7 eine Änderung von 2m π in der Phase des gebeugten Lichts mit der Ordnung m hervor. Auch die Phase des durch das Gitter 7 erneut gebeugten Lichts der Ordnung n ändert sich in gleicher Weise um 2n π. Demzufolge liefert die Lichtempfangseinrichtung insgesamt sinusförmige Wellenformen von (2m-2n), wobei die Größe der Drehung bei der in Rede stehenden Ausführungsform durch Erfassen der sinusförmigen Wellenformen ermittelt wird.In this embodiment, a rotation of the object 6 to be measured by a division of the diffraction grating 7 causes a change of 2 m π in the phase of the diffracted light with the order m . The phase of the n- order light diffracted again by the grating 7 also changes in the same way by 2 n π . Accordingly, the light receiving device delivers a total of sinusoidal waveforms of (2 m -2 n) , the size of the rotation in the embodiment in question being determined by detecting the sinusoidal waveforms.

Beispielsweise erzeugt im Fall der Verwendung eines Beugungs gitters mit einer Teilung von 3,2 µm und von gebeugten Strah len der 1. Ordnung und der -1. Ordnung eine Drehung des dre henden Objekts um 3,2 µm vier sinusförmige Wellen. Somit ist das Auflösungsvermögen für jede sinusförmige Welle gleich 3,2/4=0,8 µm oder ein Viertel einer Teilung des Beugungs gitters.For example, if diffraction is used grids with a pitch of 3.2 µm and a diffracted beam len of 1st order and -1. Okay a turn of the dre object around 3.2 µm four sinusoidal waves. So is the resolving power is the same for each sinusoidal wave 3.2 / 4 = 0.8 µm or a quarter of a division of the diffraction lattice.

Mit der in Rede stehenden Ausführungsform ist es auch möglich, die Drehrichtung des drehenden Objekts 6 zu bestimmen, indem, der Lichtstrahl mit dem Strahlenteiler 11 geteilt und zwi schen zwei Lichtstrahlen ein Phasenunterschied von 90° gebil det wird.With the embodiment in question, it is also possible to determine the direction of rotation of the rotating object 6 by dividing the light beam with the beam splitter 11 and forming a phase difference of 90 ° between two light beams.

Wenn die Messung der Größe der Drehung ausreichend ist, dann können der Strahlenteiler 11, die Polarisatoren 12 und 13 sowie eine Sehzelle weggelassen werden. Die Umdrehungsge schwindigkeit kann auch durch Messen der Frequenz der erhalte nen sinusförmigen Wellen ermittelt werden.If the measurement of the size of the rotation is sufficient, then the beam splitter 11 , the polarizers 12 and 13 and a visual cell can be omitted. The speed of rotation can also be determined by measuring the frequency of the sinusoidal waves obtained.

Bei der besprochenen Ausführungsform werden die gebeugten Lichtstrahlen von zwei Stellen M 1 und M 2, die annähernd sym metrisch zur Drehmitte liegen, verwendet, um den Meßfehler zu verhindern, der aus einer Aberration zwischen der Dreh mitte des drehenden Objekts und der Mitte des radialen Beu gungsgitters 7 resultiert. In the discussed embodiment, the diffracted light beams from two locations M 1 and M 2 , which are approximately sym metric to the center of rotation, are used to prevent the measurement error resulting from an aberration between the center of rotation of the rotating object and the center of the radial Beu grid 7 results.

Anstelle der beiden gebeugten Lichtstrahlen von zwei nahezu symmetrischen Punkten können, um eine im wesentlichen gleiche Wirkung zu erreichen, gebeugte Lichstrahlen von mehreren willkürlichen Positionen verwendet werden. Beispielsweise können die gebeugten Strahlen von drei zueinander unter 120° getrennten Punkten wirksam zur Anwendung gelangen.Instead of the two diffracted light rays from two almost symmetrical points can be made to be essentially the same To achieve effect, diffracted light rays from several arbitrary positions can be used. For example the diffracted rays from three to each other at 120 ° separate points apply effectively.

Auch kann der aus der Differenz in der Teilung zwischen der Außen und der Innenseite des radialen Gitters resultierende Einfluß der Wellenfrontaberration durch Überlagern einer der Drehwel le nahen Strahlkomponente mit derjenigen des anderen Strahls, der in die nahezu symmetrische Position eintritt, und durch eine gleichartige Überlagerung der Strahlkomponenten der Außenseite eliminiert werden.It can also be the difference in the division between the outside and the inside resulting from the radial lattice the wavefront aberration by superimposing one of the rotary wel close beam component with that of the other beam, who enters the almost symmetrical position, and through a similar superimposition of the beam components of the Outside can be eliminated.

Bei der besprochenen Ausführungsform durchläuft das gebeugte Licht der bestimmten Ordnung denselben Lichtweg wie dasjenige des einfallenden Strahls zwischen dem Strahlenteiler und dem Reflexionselement 8 oder 9, so daß die Überlagerung der zwei gebeugten Lichtstrahlen am Strahlenteiler 3 erleichtert und die Genauigkeit im Zusammenbau der gesamten Vorrichtung ge steigert wird.In the embodiment discussed, the diffracted light of the specific order passes through the same light path as that of the incident beam between the beam splitter and the reflection element 8 or 9 , so that the superposition of the two diffracted light beams on the beam splitter 3 is facilitated and the accuracy in assembling the entire device is increased becomes.

In dem Fall, da die Meßgenauigkeit nicht kritisch ist, kann anstelle der beiden Lichtstrahlen von zwei gegenseitig symme trischen Punkten nur ein Lichtstrahl verwendet werden.In the case where the measurement accuracy is not critical, can instead of the two beams of two mutually symme only one light beam can be used.

Bei den bisherigen Ausführungsformen können die λ/4-Plätt chen 4 und 5 an irgendwelchen Stellen zwischen dem Strahlen teiler 3 und den Reflexionselementen angeordnet werden. Auch können bei diesen Ausführungsformen die Sehzellen 14 und 15 anstelle von übertragenem gebeugten Licht reflektierte ge beugte Lichtstrahlen empfangen.In the previous embodiments, the λ / 4 plates 4 and 5 can be arranged at any point between the beam splitter 3 and the reflection elements. Also in these embodiments, the visual cells 14 and 15 can receive reflected diffracted light rays instead of transmitted diffracted light.

Obwohl die bisherigen Ausführungsformen auf drehende Ver schlüßler (Kodedrehgeber) abgestellt sind, kann der techni sche Grundgedanke der Erfindung auch auf lineare Verschlüß ler angewendet werden.Although the previous embodiments relate to rotating ver key (encoder) are turned off, the techni cal basic idea of the invention also on linear closures be applied.

Auch ist die Vorrichtung zur Ermittlung einer Bezugsposition gemäß der Erfindung nicht nur auf Verschlüßler der oben er wähnten Arten anwendbar, sondern auch auf verschiedenartige andere Geräte, wie z.B. einen herkömmlichen photoelektri schen Verschlüßler, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, oder auf einen Verschlüßler, der Moirestreifen erfaßt.Also, the device for determining a reference position according to the invention is applicable not only to encryptors of the types mentioned above, but also to various other devices, such as a conventional photoelectric encoder, as shown in Fig. 1, or to an encryptor that captures moire strips.

Ferner wird die Ermittlung der Bezugsposition in der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung durch einen ungenutzten gebeugten Strahl erreicht, jedoch ist es auch möglich, eine eigene Lichtquelle vorzusehen oder einen Teil des durch einen Strah lenteiler getrennten Lichts von der Lichtquelle zur Ermitt lung der Interferenzstreifen zu verwenden.Furthermore, the determination of the reference position in the device shown in Fig. 2 is achieved by an unused diffracted beam, however, it is also possible to provide a separate light source or part of the light separated by a beam splitter from the light source to determine the interference fringes use.

Das bei dem Verschlüßler gemäß der Erfindung verwendete Beu gungsgitter ist ein Beugungsgitter der sog. Amplituden-Bau art, das aus lichtundurchlässigen sowie lichtdurchlässigen Teilen besteht, oder ein Gitter der Phasen-Bauart, das aus Teilen von wechselseitig verschiedenartigen Brechungsindices zusammengesetzt ist. Insbesondere kann das Gitter der Phasen- Bauart gefertigt werden, indem an der Peripherie einer trans parenten Scheibe Reliefstrukturen ausgebildet werden, womit das Gitter durch Prägen oder Pressen als Massenprodukt gefer tigt werden kann.The Beu used in the encryptor according to the invention The diffraction grating is a so-called amplitude construction kind that consists of opaque as well as translucent Divide, or a lattice of the phase type consisting of Sharing mutually different refractive indices is composed. In particular, the grid of the phase Construction can be manufactured by a trans Parent disk relief structures are formed, with what the grid by embossing or pressing as a mass product can be done.

Durch die Erfindung wird somit ein Verschlüßler geschaffen, mit dem man imstande ist, mit einem einfachen Aufbau, indem eine Bezugsstruktur in der Bewegungs- oder Drehrichtung eines Objekts ausgebildet wird, ein Lichtstrahl auf diese Struktur geführt und der von wenigstens einem Teil dieser Struktur übertragene oder reflektierte Lichtstrahl durch mehrere Sehzellen empfangen wird, ein Bezugspositionssignal mit einem hohen Auflösungsvermögen zu erhalten.The invention thus creates an encryptor, with which one is able, with a simple structure, by a reference structure in the direction of movement or rotation Object is formed, a beam of light on this structure led and that of at least part of this structure transmitted or reflected light beam by several Is received, a reference position signal with a maintain high resolution.

Die Fig. 10 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten optischen Systems in Anwen dung auf einen drehenden Verschlüßler. Fig. 10 shows schematically another embodiment of the optical system according to the invention in appli cation to a rotating capper.

Bei dieser Ausführungsform wird ein von einem Laser 1 ausge sandter Lichtstrahl durch ein Kollimatorobjektiv 2 in einen parallelen Lichtstrahl umgewandelt und in einen Strahlentei ler 3 eingeführt, um zwei linear polarisierte Strahlen, d. h. einen übertragenen und einen reflektierten Strahl, von nahezu gleichen Intensitäten zu erhalten. Der reflektierte Strahl wird durch ein λ/4-Plättchen 4 in einen zirkular po larisierten Strahl umgewandelt und durch ein Prisma mit zwei reflektierenden Flächen an einer Stelle M 1 eines radialen Beugungsgitters einer mit einem zu vermessenden drehenden Objekt verbundenen Scheibe 6 eingeführt. Das übertragene und gebeugte Licht einer bestimmten Ordnung, das vom Gitter 7 erhalten wird, wird durch ein Reflexionselement 8 reflek tiert, um an einer annähernd gleichen Stelle M 1 des Gitters 7 über denselben Lichtweg einzutreten. Das durch erneute Beu gung (Wiederbeugung) durch das Gitter 7 erhaltene gebeugte Licht einer bestimmten Ordnung wird durch das λ/4-Plättchen in einen linear polarisierten Lichtstrahl umgewandelt, dessen Polarisationsrichtung um 90° zu derjenigen des einfallenden Lichtstrahls unterschiedlich ist, und dieser Lichtstrahl tritt in den Strahlenteiler 3 ein.In this embodiment, a light beam emitted by a laser 1 is converted by a collimator lens 2 into a parallel light beam and introduced into a beam divider 3 in order to obtain two linearly polarized beams, ie one transmitted and one reflected beam, of almost equal intensities. The reflected beam is converted by a λ / 4 plate 4 into a circularly polarized beam and introduced through a prism with two reflecting surfaces at a location M 1 of a radial diffraction grating of a disk 6 connected to a rotating object to be measured. The transmitted and diffracted light of a specific order, which is obtained from the grating 7 is advantage reflectors by a reflection element 8 to enter at an approximately same point M 1 of the grating 7 on the same light path. The diffracted light of a certain order obtained by renewed diffraction (re-diffraction) through the grating 7 is converted by the λ / 4 plate into a linearly polarized light beam whose direction of polarization is 90 ° different from that of the incident light beam, and this light beam passes into the beam splitter 3 .

Bei dieser Ausführungsform durchläuft das gebeugte Licht der bestimmten Ordnung den gleichen Lichtweg wie dasjenige des einfallenden Strahls zwischen dem Strahlenteiler 3 und dem Reflexionselement 8. In this embodiment, the diffracted light of the specific order passes through the same light path as that of the incident beam between the beam splitter 3 and the reflection element 8 .

Der durch den Strahlenteiler 3 übertragene Lichtstrahl wird durch ein g/4-Plättchen 5 zu einem zirkular polarisierten Strahl umgewandelt, der in eine Stelle M 2 des Gitters 7 auf der Scheibe 6, die mit Bezug zur Drehwelle 50 nahezu symme trisch zur Stelle M 1 liegt, eintritt. Das vom Gitter 7 übertra gene und gebeugte Licht einer bestimmten Ordnung wird durch ein dem Reflexionselement 8 ähnliches Reflexionselement 9 reflektiert und tritt auf demselben Lichtweg in die nahezu gleiche Stelle M 2 des Gitters 7 ein. Das durch erneute Beu gung durch das Gitter 7 erhaltene gebeugte Licht einer be stimmten Ordnung wird durch das λ/4-Plättchen 5 in ein linear polarisiertes Licht umgewandelt, dessen Polarisationsrich tung um 90° zu derjenigen des einfallenden Lichtstrahls un terschiedlich ist, und dann tritt der Lichtstrahl in den Strahlenteiler 3 ein.The light beam transmitted through the beam splitter 3 is converted by a g / 4 plate 5 to a circularly polarized beam, which in a point M 2 of the grating 7 on the disc 6 , which is almost symmetrical with respect to the rotary shaft 50 to the point M 1 lies, occurs. The transmitted and diffracted by the grating 7 diffracted light of a certain order is reflected by a reflection element 8 similar to the reflection element 9 and enters the same light path in the almost same place M 2 of the grating 7 . The diffracted light of a certain order obtained by renewed diffraction through the grating 7 is converted by the λ / 4 plate 5 into a linearly polarized light, the direction of polarization of which is 90 ° different from that of the incident light beam, and then occurs the light beam into the beam splitter 3 .

Das gebeugte Licht der bestimmten Ordnung in diesem übertra genen Lichtstrahl durchläuft ebenfalls denselben Lichtweg wie dasjenige des einfallenden Lichtstrahls zwischen dem Strahlenteiler 3 und dem Reflexionselement 9, wie es bei dem oben erläuterten reflektierten Lichtstrahl auch der Fall ist. Das gebeugte Licht wird durch das vom Reflexionselement 8 kommende gebeugte Licht überlagert, wird dann durch ein λ/4- Plättchen 10 in zirkular polarisiertes Licht umgewandelt und durch einen Strahlenteiler 11 in zwei Lichtstrahlen geteilt. Diese Lichtstrahlen werden durch Polarisatoren 12 und 13 ge führt, deren Polarisationsrichtungen jeweils um 45° geneigt sind, um linear polarisierte Lichtstrahlen mit einer gegen seitigen Phasendifferenz von 90° zu erhalten, und sie werden jeweils in Lichtempfänger (Sehzellen) 14 und 15 eingeführt, um die Intensität der von den beiden Lichtstrahlen gebilde ten Interferenzstreifen zu ermitteln.The diffracted light of the specific order in this transmitted light beam also passes through the same light path as that of the incident light beam between the beam splitter 3 and the reflection element 9 , as is also the case with the reflected light beam explained above. The diffracted light is superimposed by the diffracted light coming from the reflection element 8 , is then converted into circularly polarized light by a λ / 4 plate 10 and divided into two light beams by a beam splitter 11 . These light beams are guided by polarizers 12 and 13 , the polarization directions of which are each inclined at 45 ° in order to obtain linearly polarized light beams with a mutual phase difference of 90 °, and they are inserted into light receivers (visual cells) 14 and 15 , respectively to determine the intensity of the interference fringes formed by the two light beams.

Bei der in Rede stehenden Ausführungsform wird ein von der Position M 1 des Gitters gebeugter Lichtstrahl, z.B. der Ordnung -m oder (m+1), außer dem in das Reflexionselement eintretenden Licht, beispielsweise der Ordnung m, durch Spiegel 18 sowie 25 und eine Zylinderlinse 21 zu einer Mas ke 23 geführt, um zwei Strahlen von gleicher Intensität zu erhalten, die jeweils in ein Bezugsposition-Nachweiselement 22, das an der Scheibe 6 ausgebildet ist, eingeführt werden.In the embodiment in question, a light beam diffracted from the position M 1 of the grating, for example the order - m or (m +1), except for the light entering the reflection element, for example the order m , by mirrors 18 and 25 and one Cylinder lens 21 guided to a mas ke 23 in order to obtain two beams of the same intensity, each of which is introduced into a reference position detection element 22 , which is formed on the disc 6 .

Dieses Nachweiselement 22 besteht beispielsweise aus einem Strukturpaar, wie zwei Schlitzen, die in der Bewegungsrich tung der Scheibe 6 einen Phasenunterschied haben, wobei ein Bezugspositionssignal durch Empfang des von den Gitterstruk turen übertragenen Lichts mit einer Lichtempfangseinrich tung 24, die zwei Lichtempfangsflächen hat, erhalten wird. Diese Lichtempfangseinrichtung 24 kann auch aus zwei unab hängigen Sehzellen gebildet sein. Auf diese Weise wird ein Bezugssignal erhalten, das zur maßlichen Ermittlung des Drehzustandes der Scheibe 6, z.B. für einen Bezugspunkt bei jeder Umdrehung, verwendet wird.This detection element 22 consists, for example, of a pair of structures, such as two slots, which have a phase difference in the direction of movement of the disk 6 , a reference position signal being obtained by receiving the light transmitted by the lattice structures with a light receiving device 24 having two light receiving surfaces . This light receiving device 24 can also be formed from two independent vision cells. In this way, a reference signal is obtained, which is used to determine the dimensional state of rotation of the disk 6 , for example for a reference point for each revolution.

Ferner wird ein aus der Schwankung in der Intensität der Lichtquelle resultierender Fehler durch Aufteilen des Licht strahls von einer Lichtquelle in zwei Strahlen vermieden.Furthermore, a fluctuation in the intensity of the Light source resulting error by splitting the light beam from one light source avoided in two beams.

Die Fig. 11 zeigt Einzelheiten zur Ermittlung der Bezugs position bei der in Rede stehenden Ausführungsform, wobei zwei durch die Maske 23 geteilte Lichtstrahlen 141 und 142 von gleicher Intensität in Gitterstrukturen 143 und 144, die das Bezugsposition-Ermittlungsteil bilden und aus einem Paar von Schlitzen mit einem Phasenunterschied in der Bewe gungsrichtung der Scheibe 6 bestehen, eingeführt werden und die übertragenen Lichtstrahlen durch eine Lichtempfangsein richtung 24 mit zwei Lichtempfangsflächen 45 sowie 46 emp fangen werden. In einem bestimmten Moment im Verlauf der Bewegung der Scheibe 6 übertragen die Strukturen 143 und 144 wechselseitig gleiche Lichtmengen der Strahlen 141 und 142, so daß die Lichtempfangsflächen der Lichtempfangs einrichtung 24 zueinander gleiche Ausgangssignale abgeben. Bei der in Rede stehenden Ausführungsform wird das Bezugs positionssignal durch Ermitteln der Ausgänge der Lichtemp fangseinrichtung in diesem Moment erhalten. Fig. 11 shows details for determining the reference position in the embodiment in question, wherein two light beams 141 and 142 divided by the mask 23 of the same intensity in lattice structures 143 and 144 , which form the reference position determination part and a pair of slots exist with a phase difference in the direction of movement of the disc 6 , are introduced and the transmitted light beams are received by a light receiving device 24 with two light receiving surfaces 45 and 46 emp. At a certain moment in the course of the movement of the disk 6 , the structures 143 and 144 mutually transmit equal amounts of light from the beams 141 and 142 , so that the light-receiving surfaces of the light-receiving device 24 emit the same output signals. In the embodiment in question, the reference position signal is obtained by determining the outputs of the light receiving device at this moment.

Die Fig. 12 zeigt schematisch eine neunte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ermittlung einer Bezugsposition, wobei die Maske 23 den Lichtstrahl in zwei zur Bewegungsrichtung der Scheibe 6 derart parallel angeord nete Strahlen 51 und 52 unterteilt, daß eine Struktur 53 beginnt, den Strahl 52 freizugeben, wenn ein Ende dieser Struktur beginnt, den anderen Strahl 51 aufzufangen. Die Bezugsposition wird ermittelt, wenn die zwei Lichtempfangs flächen 54 und 55 zueinander gleiche Ausgangsignale abgeben. Die Abmessungen der Bauteile werden so gewählt, daß unter Verwendung der in Fig. 12 dargestellten Symbole eine Bezie hung b-c<a<b+c erfüllt wird. Fig. 12 shows schematically a ninth embodiment of a device according to the invention for determining a reference position, the mask 23 dividing the light beam into two beams 51 and 52 arranged in parallel with the direction of movement of the disk 6 such that a structure 53 begins to release the beam 52 when one end of this structure begins to catch the other beam 51 . The reference position is determined when the two light receiving surfaces 54 and 55 emit the same output signals. The dimensions of the components are chosen so that a relationship b - c < a < b + c is met using the symbols shown in FIG .

Bei den in den Fig. 11 und 12 gezeigten Ausführungsformen können die Strukturen 143 und 144 (s. Fig. 11) durch die in Fig. 13A gezeigten Gitterstrukturen 61 und 62, wobei sich die Gitterteilung längs der Bewegungsrichtung verän dert, oder kann die Struktur 53 (s. Fig. 12) durch die in Fig. 13B gezeigte Struktur 73, bei der sich die Gittertei lung symmetrisch ändert, ersetzt werden.In the embodiments shown in FIGS. 11 and 12 , the structures 143 and 144 (see FIG. 11) can be formed by the lattice structures 61 and 62 shown in FIG. 13A, the lattice division changing along the direction of movement, or the structure 53 (see FIG. 12) are replaced by the structure 73 shown in FIG. 13B, in which the grating division changes symmetrically.

Bei der in Fig. 10 gezeigten Ausführungsform wird das Bezugs positionssignal von den durch das Bezugsposition-Nachweis element 22 übertragenen Lichtstrahlen erhalten, jedoch ist es auch möglich, den Reflexionsgrad der Struktur zu demjeni gen der Scheibe 6, wie die Fig. 14 und 15 zeigen, unterschied lich zu machen und die von zwei Strukturen reflektierten Lichtstrahlen zu verwenden. In the embodiment shown in Fig. 10, the reference position signal is obtained from the light beams transmitted by the reference position detection element 22 , but it is also possible to reflect the reflectance of the structure to that of the disk 6 as shown in Figs. 14 and 15 to make different and use the light rays reflected by two structures.

Die Fig. 14 und 15 zeigen Lichtstrahlen 181, 182 und 191, 192 sowie einen Strahlenteiler 95, der mit einer Halbspiegel fläche 96 versehen ist. FIGS. 14 and 15 show the light beams 181, 182 and 191, 192 and a beam splitter 95, the surface with a half mirror 96 is provided.

Bei den erläuterten Ausführungsformen kann der in die Struk tur eintretende Lichtstrahl anstelle einer Kreisform als ein Oval oder ein Rechteck ausgebildet sein, das in der Be wegungsrichtung der Scheibe verkürzt ist, um das Auflösungs vermögen in der Ermittlung der Bezugsposition zu steigern.In the illustrated embodiments, the structure entering light beam instead of a circular shape as an oval or a rectangle formed in the Be direction of movement of the disc is shortened to the resolution ability to increase in determining the reference position.

Das mit der Erfindung verfolgte Ziel kann auch durch Ausbil den der Scheibe 6 als transparente Platte und der Gitter struktur mit lichtundurchlässigen Elementen erreicht werden.The goal pursued by the invention can also be achieved by forming the disk 6 as a transparent plate and the lattice structure with opaque elements.

Das Bezugspositionssignal wird gemäß der Erfindung ohne eine neuerliche oder weitere Lichtquelle erhalten, indem das un genutzte gebeugte Licht einer bestimmten Ordnung, das vom Gitter 7 erhalten, jedoch im Verschlüßler nicht genutzt wird, wirksam verwendet wird; jedoch ist es auch möglich, einen Teil des Lichts von der Lichtquelle 1 direkt zum Be zugsposition-Nachweiselement oder -teil zu richten.The reference position signal is obtained according to the invention without a new or additional light source, by effectively using the unused diffracted light of a certain order, which is obtained from the grating 7 but is not used in the cipher; however, it is also possible to direct part of the light from the light source 1 directly to the reference position detection element or part.

Auch in dem Fall, da das ungenutzte gebeugte Licht einer bestimmten Ordnung schwach ist, kann durch Abwandlung der optischen Anordnung, z.B. durch Überdecken von mehreren un genutzten gebeugten Strahlen oder durch Verwenden eines Phasenbeugungsgitters, das aus einer transparenten Relief struktur von geeigneter Gestalt und Teilung besteht, um nur ein gebeugtes Licht der Ordnung 0 und ein gebeugtes Licht einer erwünschten höheren Ordnung freizugeben, eine gewünsch te Lichtintensität erhalten werden.Also in the case where the unused diffracted light is one certain order is weak, can be modified by modifying the optical arrangement, e.g. by covering several un diffracted beams or by using a Phase diffraction grating made of a transparent relief structure of suitable shape and division exists to only a diffracted light of order 0 and a diffracted light to release a desired higher order, a desired one te light intensity can be obtained.

Wenngleich bei den erläuterten Ausführungsformen eine Maske zur Erzeugung von mehreren Lichtstrahlen für eine Ermitt lung einer Bezugsposition verwendet wird, so ist die Ver wendung einer derartigen Maske dann nicht erwünscht, wenn der genutzte gebeugte Strahl schwach ist, da die Maske die Lichtintensität weiter herabsetzen wird. Ein derartiger Ver lust in der Lichtintensität kann dadurch verhindert werden, daß mehrere Lichtstrahlen durch Beugung unter Verwendung eines optischen Systems mit einem transparenten Reliefphasen gitter erzeugt werden, um die gebeugten Lichtstrahlen 1. Ord nung nur vom Gitter zu erhalten, so daß der Verlust im we sentlichen auf Null vermindert wird.Although a mask in the illustrated embodiments for generating multiple light beams for an investigation a reference position is used, the Ver use of such a mask is not desirable if the diffracted beam used is weak because the mask Light intensity will decrease further. Such a ver lust in the light intensity can be prevented that using multiple beams of light by diffraction an optical system with a transparent relief phase lattices are generated to the diffracted light beams 1st order only from the grid, so that the loss in the we is significantly reduced to zero.

Im folgenden wird die Funktion des Verschlüßlers gemäß der Erfindung erläutert.In the following the function of the encryptor according to the Invention explained.

Bei der in Rede stehenden Ausführungsform bewirkt eine Dre hung des drehenden Objekts um eine Teilung des Beugungs gitters 7 eine Änderung um 2m π in der Phase des gebeugten Lichts der Ordnung m. Auch die Phase des erneut durch das Gitter 7 gebeugten Lichts der Ordnung n ändert sich in glei cher Weise um 2n π. Demzufolge liefert die Lichtempfangs einrichtung insgesamt (2m-2n)-Sinuswellen, wobei die Größe der Drehung im in Rede stehenden Fall durch Ermitt lung der sinusförmigen Wellen erfaßt wird.In the embodiment in question, a rotation of the rotating object by a division of the diffraction grating 7 causes a change of 2 m π in the phase of the diffracted light of order m . The phase of the light of the order n again diffracted by the grating 7 changes in the same way by 2 n π . Accordingly, the light receiving device provides a total of (2 m -2 n) sine waves, the size of the rotation in the case in question being determined by determining the sinusoidal waves.

Beispielsweise erzeugt im Fall der Verwendung eines Beugungs gitters mit einer Teilung von 3,2 µm und von gebeugten Strah len der 1. Ordnung und der -1. Ordnung eine Drehung von 3,2 µm des drehenden Objekts vier Sinuswellen. Somit ist das Auflösungsvermögen für jede Sinuswelle gleich 3,2/4=0,8 µm oder ein Viertel einer Teilung des Beu gungsgitters.For example, if diffraction is used grids with a pitch of 3.2 µm and a diffracted beam len of 1st order and -1. Okay a turn of 3.2 µm of the rotating object four sine waves. So is the resolving power is the same for each sine wave 3.2 / 4 = 0.8 µm or a quarter of a division of the Beu grid.

Die in Rede stehende Ausführungsform ist auch dazu in der Lage, die Drehrichtung des drehenden Objekts durch Teilen des Lichtstrahls mit dem Strahlenteiler 11 und Bilden eines Phasenunterschieds von 90° zwischen zwei Lichtstrahlen zu ermitteln. The embodiment in question is also able to determine the direction of rotation of the rotating object by splitting the light beam with the beam splitter 11 and forming a phase difference of 90 ° between two light beams.

Wenn die Messung der Größe der Drehung ausreichend ist, so können der Strahlenteiler 11, die Polarisatoren 12 und 13 sowie eine Sehzelle weggelassen werden. Auch kann die Umlauf geschwindigkeit durch Messen der Frequenz der erhaltenen Sinuswellen bestimmt werden.If the measurement of the size of the rotation is sufficient, the beam splitter 11 , the polarizers 12 and 13 and a visual cell can be omitted. The circulation speed can also be determined by measuring the frequency of the sine waves obtained.

Bei der besprochenen Ausführungsform werden die gebeugten StrahIen von zwei zur Drehmitte annähernd symmetrischen Stellen M 1 und M 2 verwendet, um den Meßfehler, der aus der Aberration zwischen der Drehmitte des drehenden Objekts und der Mitte der radialen Beugungsgitter 7 resultiert, zu ver mindern.In the embodiment discussed, the diffracted rays from two points M 1 and M 2 approximately symmetrical to the center of rotation are used to reduce the measurement error resulting from the aberration between the center of rotation of the rotating object and the center of the radial diffraction grating 7 .

Anstelle der gebeugten Lichtstrahlen von zwei nahezu symme trischen Punkten können, um einen im wesentlichen gleichen Effekt zu erreichen, gebeugte Strahlen von mehreren willkür lich gewählten Stellen wirksam verwendet werden, z.B. von drei zueinander um 120° beabstandeten Stellen.Instead of the diffracted light rays from two almost symme trical points can be made to be essentially the same To achieve effect, diffracted rays of several arbitrary selected positions are used effectively, e.g. from three positions spaced 120 ° apart.

Auch kann der Einfluß der aus dem Unterschied in der Tei lung zwischen der Außen- sowie der Innenseite des radialen Gitters resultierende Einfluß der Wellenfront-Aberration eliminiert werden, indem eine der Drehwelle nahe Strahlkom ponente mit einer solchen des anderen Strahls, der an der nahezu symmetrischen Stelle eintritt, überlagert wird und in gleichartiger Weise die Strahlkomponenten der Außenseite überlagert werden.Also, the influence of the difference in the part tion between the outside and the inside of the radial Grating's resulting influence of wavefront aberration can be eliminated by using a beam comm component with that of the other beam that is on the almost symmetrical point occurs, is superimposed and in the same way, the beam components on the outside be overlaid.

Bei der besprochenen Ausführungsform bewegt sich das gebeug te Licht der bestimmten Ordnung auf demselben Lichtweg wie dasjenige des einfallenden Strahls zwischen dem Strahlen teiler 3 und dem Reflexionselement 8 oder 9, so daß das Überlappen der beiden gebeugten Lichtstrahlen an diesem Strahlenteiler 3 erleichtert und die Genauigkeit im Zusammen bau der gesamten Vorrichtung verbessert wird. In the discussed embodiment, the diffracted light of the particular order moves in the same light path as that of the incident beam between the beam splitter 3 and the reflection element 8 or 9 , so that the overlapping of the two diffracted light beams on this beam splitter 3 facilitates and the accuracy in Assembly of the entire device is improved.

Falls die Meßgenauigkeit nicht kritisch ist, so kann anstel le der zwei Lichtstrahlen von zwei wechselseitig symmetri schen Punkten nur ein Lichtstrahl angewendet werden.If the measurement accuracy is not critical, then instead le of the two light beams from two mutually symmetrical points, only one light beam can be used.

Die λ/4-Plättchen 4 und 5 können bei den vorstehenden Aus führungsformen an irgendwelchen Stellen zwischen dem Strah lenteiler 3 und der Reflexionseinrichtung angeordnet werden. Auch können die Sehzellen 14 und 15 anstelle von übertrage nen gebeugten Lichtstrahlen reflektierte gebeugte Lichtstrah len empfangen.The λ / 4 plates 4 and 5 can be arranged in the above embodiments from any places between the beam splitter 3 and the reflection device. Also, the visual cells 14 and 15 can receive reflected diffracted light rays instead of transmitted NEN diffracted light rays.

Natürlich können die gebeugten Lichtstrahlen außer denen, die für Messungen und für eine Ermittlung einer Bezugsposi tion verwendet werden, für andere Funktionen genutzt werden.Of course, the diffracted rays of light besides those those for measurements and for determining a reference position tion are used for other functions.

Wenngleich die besprochene Ausführungsform auf einen drehen den Verschlüßler (Kodedrehgeber) ausgerichtet ist, so kann der technische Grundgedanke auch auf einen linearen Ver schlüßler Anwendung finden.Although the discussed embodiment will turn to one the encryptor (code encoder) is aligned, so the basic technical idea also applies to a linear ver find key application.

Durch die erfindungsgemäße Ausführungsform wird somit ein Verschlüßler geschaffen, der imstande ist, mit einem einfa chen Aufbau, indem Gitterstrukturen mit einem Phasenunter schied an einem sich bewegenden Objekt ausgebildet, zwei Lichtstrahlen in die Gitterstrukturen eingeführt und die von wenigstens einem Teil dieser Gitterstrukturen übertrage nen oder reflektierten Lichtstrahlen empfangen werden, ein Bezugspositionssignal mit einem hohen Auflösungsvermögen zu liefern, so daß der Einfluß eine Schwankung in der Inten sität der Lichtquelle ausgeschaltet wird.The embodiment according to the invention thus becomes a Created encryptor, which is able with a simple Chen construction by adding lattice structures with a phase sub formed on a moving object, two Light rays are introduced into the lattice structures and the from at least part of these lattice structures received or reflected light rays Reference position signal with a high resolution to deliver, so that the influence a fluctuation in the Inten light source is switched off.

Auch wird bei den in den Fig. 11-15 gezeigten Vorrichtun gen zur Ermittlung einer Bezugsposition das Null-Phasensi gnal in Abhängigkeit von der Erfassung des Zentrums der Be zugstruktur erzeugt, so daß die Bezugsposition ohne Rück sicht auf die Bewegungs- oder Drehrichtung des Objekts kon stant bleibt.Also in the devices shown in FIGS . 11-15 for determining a reference position, the zero phase signal is generated as a function of the detection of the center of the reference structure, so that the reference position regardless of the direction of movement or rotation of the object remains constant.

Bei den in den Fig. 3-9 gezeigten Vorrichtungen zur Ermitt lung einer Bezugsposition wird ein einzelner Lichtstrahl ver wendet, während bei den Vorrichtungen nach den Fig. 11-15 ein Paar von Lichtstrahlen Anwendung findet. Das Ermittlungs prinzip ist jedoch in beiden Fällen dasselbe, wobei das Null-Phasensignal freigegeben wird, wenn mehrere Sehzellen zueinander gleiche Ausgangssignale abgeben.In the devices for determining a reference position shown in FIGS . 3-9, a single light beam is used, whereas in the devices according to FIGS. 11-15 a pair of light beams are used. The principle of determination is, however, the same in both cases, the zero phase signal being released when a plurality of visual cells emit the same output signals.

Demzufolge sind die in den Fig. 3-9 gezeigten Vorrichtun gen im Hinblick auf die Vereinfachung der Konstruktion vor zuziehen.Accordingly, the devices shown in Figs. 3-9 are preferable in view of the simplification of the construction.

Das Auflösungsvermögen bei den in den Fig. 11-15 gezeigten Vorrichtungen kann durch Vermindern der Breiten (a, b in Fig. 11) der Bezugsstruktur verbessert werden.The resolving power in the devices shown in FIGS. 11-15 can be improved by reducing the widths (a, b in FIG. 11) of the reference structure.

Die Fig. 16 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen optischen Systems in Anwendung auf einen drehenden Verschlüßler. Fig. 16 shows schematically a further embodiment of an optical system of the invention as applied to a rotating encryptor.

Hierbei wird ein von einem Laser 1 ausgesandter Lichtstrahl durch ein Kollimatorobjektv 2 in einen parallelen Licht strahl umgewandelt, der in einen Strahlenteiler 3 eingeführt wird, um zwei linear polarisierte Lichtstrahlen, d.h. einen übertragenen und einen reflektierten Lichtstrahl, von annä hernd gleichen Intensitäten zu erhalten. Durch ein λ/4-Plätt chen 4 wird der reflektierte Strahl in einen zirkular pola risierten Strahl umgewandelt, der durch ein Prisma 16 mit zwei reflektierenden Flächen in eine Stelle M 1 eines radia len Beugungsgitters 7 einer mit einem zu vermessenden, dre henden Objekt verbundenen Scheibe 6 eingeleitet wird. Das vom Gitter 7 übertragene und gebeugte Licht einer bestimm ten Ordnung wird durch ein Reflexionselement 8 reflektiert, so daß es auf demselben Lichtweg in die nahezu gleiche Stel le M 1 des Gitters 7 eintritt. Das durch erneute Beugung durch das Gitter 7 erhaltene Licht einer bestimmten Ordnung wird durch das g/4-Plättchen 4 in einen linear polarisier ten Strahl umgewandelt, dessen Polarisationsrichtung zu der des einfallenden Strahls um 90° verschieden ist, worauf der Strahl in den Strahlenteiler 3 eintritt.Here, a light beam emitted by a laser 1 is converted by a collimator object 2 into a parallel light beam which is introduced into a beam splitter 3 in order to obtain two linearly polarized light beams, ie a transmitted and a reflected light beam, of approximately the same intensities. By a λ / 4 platelets 4 , the reflected beam is converted into a circular polarized beam, which is connected by a prism 16 with two reflecting surfaces into a position M 1 of a radial diffraction grating 7 with a rotating object to be measured Disk 6 is initiated. The light transmitted and diffracted by the grating 7 of a particular order is reflected by a reflection element 8 , so that it enters the almost same position M 1 of the grating 7 on the same light path. The light of a particular order obtained by renewed diffraction through the grating 7 is converted by the g / 4 plate 4 into a linearly polarized beam whose polarization direction is 90 ° different from that of the incident beam, whereupon the beam into the beam splitter 3 entry.

Bei dieser Ausführungsform bewegt sich das gebeugte Licht der bestimmten Ordnung auf demselben Lichtweg wie das Licht des einfallenden Strahls zwischen dem Strahlenteiler 3 und dem Reflexionselement 8.In this embodiment, the diffracted light of the particular order moves in the same light path as the light of the incident beam between the beam splitter 3 and the reflection element 8 .

Der durch den Strahlenteiler 3 übertragene Lichtstrahl wird durch ein λ/4-Plättchen 5 in einen zirkular polarisierten Strahl umgewandelt, der in eine mit Bezug zur Drehwelle 50 nahezu zum Punkt M 1 symmetrische Stelle M 2 des Gitters 7 an der Scheibe 6 eintritt. Das vom Gitter 7 übertragene und - gebeugte Licht einer bestimmten Ordnung wird durch ein zum Reflexionselement 8 gleichartiges Reflexionselement 9 re flektiert und tritt in die nahezu gleiche Stelle M 2 des Gitters 7 auf dem gleichen Lichtweg ein. Das durch erneute Beugung durch das Gitter 7 erhaltene gebeugte Licht der be stimmten Ordnung wird durch das λ/4-Plättchen 5 in linear polarisiertes Licht umgewandelt, dessen Polarisationsrich tung um 90° zu derjenigen des einfallenden Lichtstrahls unterschiedlich ist, worauf der Strahl in den Strahlentei ler 3 eintritt.The light beam transmitted through the beam splitter 3 is converted by a λ / 4 plate 5 into a circularly polarized beam, which enters a position M 2 of the grating 7 on the disk 6 which is symmetrical with respect to the rotary shaft 50 almost to the point M 1 . The transmitted and - diffracted light of a certain order from the grating 7 is re ﬂ ected by a reflection element 9 of the same type to the reflection element 8 and enters the almost identical location M 2 of the grating 7 on the same light path. The diffraction light of the certain order obtained by renewed diffraction through the grating 7 is converted into linearly polarized light by the λ / 4 plate 5 , the direction of polarization of which is 90 ° different from that of the incident light beam, whereupon the beam enters the radiation portion ler 3 enters.

Wie im Fall des oben erläuterten Lichtstrahls bewegt sich auch in diesem übertragenen Lichtstrahl das gebeugte Licht der bestimmten Ordnung auf dem gleichen Lichtweg wie dasje nige des einfallenden Lichtstrahls zwischen dem Strahlentei ler 3 und dem Reflexionselement 9. Dem gebeugten Licht wird vom Reflexionselement 8 kommendes gebeugtes Licht überla gert, es wird dann durch ein λ/4-Plättchen 10 zu zirkular polarisiertem Licht ausgebildet und durch einen Strahlen teiler 11 in zwei Lichtstrahlen geteilt. Diese beiden Licht strahlen werden durch Polarisatoren 12 und 13, deren Pola risationsrichtungen jeweils um 45° geneigt sind, um linear polarisiertes Licht mit einem gegenseitigen Phasenunter schied von 90° zu erhalten, geführt und jeweils in Sehzel len 14 sowie 15 eingeführt, um die Intensität der durch die beiden Lichtstrahlen gebildeten Interferenzstreifen zu ermitteln.As in the case of the light beam explained above, the diffracted light of the specific order also moves in this transmitted light beam on the same light path as that of the incident light beam between the beam divider 3 and the reflection element 9 . The diffracted light is Gert coming from the reflection element 8 Überla diffracted light, it is then formed 10 to circularly polarized light by a λ / 4 plate and splitter through a beam split into two light beams. 11 These two light rays are guided by polarizers 12 and 13 , the polarization directions of which are each inclined by 45 ° in order to obtain linearly polarized light with a mutual phase difference of 90 °, and are introduced in Sehzel len 14 and 15 to the intensity to determine the interference fringes formed by the two light beams.

Auch bei dieser Ausführungsform wird ein von der Stelle M 1 des Gitters 7 gebeugter Lichtstrahl, z.B. der Ordnung -m oder (m+1) neben dem in das Reflexionselement 8 eintreten den Licht, z.B. der Ordnung m, durch Spiegel 18 sowie 25 und eine Zylinderlinse 21 zu einem Bezugspositon-Nachweisele ment 22, das an der Scheibe 6 vorhanden ist, geführt.In this embodiment too, a light beam diffracted from the position M 1 of the grating 7 , for example of the order - m or (m +1) next to the light entering the reflection element 8 , for example of the order m , by mirrors 18 and 25 and one Cylinder lens 21 to a reference position detection element 22 , which is present on the disk 6 , guided.

Dieses Nachweiselement 22 besteht beispielsweise aus einer an der Scheibe 6 ausgebildeten Schlitzöffnung, wobei die Änderung der Intensität des durch den Schlitz tretenden Lichts durch eine Lichtempfangseinrichtung 24 photoelek trisch erfaßt wird, um die Nullage zu bestimmen.This detection element 22 consists, for example, of a slit opening formed on the disk 6 , the change in the intensity of the light passing through the slit being detected photoelectrically by a light receiving device 24 in order to determine the zero position.

Auf diese Weise wird ein Bezugssignal zum maßlichen Erfas sung des Drehzustandes der Scheibe 6, beispielsweise für jede Umdrehung, erhalten.In this way, a reference signal for the dimensional detection of the rotational state of the disk 6 is obtained , for example for each revolution.

Bei der beschriebenen Ausführungsform wird das Bezugsposi tionssignal ohne eine neuerliche Lichtquelle erhalten, indem ein gebeugtes, vom Gitter 7 erhaltenes Licht einer bestimm ten Ordnung genutzt, jedoch im Verschlüßler nicht verwendet wird. In the described embodiment, the reference position signal is obtained without a new light source by using a diffracted light obtained from the grating 7 of a certain order, but is not used in the encryptor.

Auch kann, falls das ungenutzte gebeugte Licht einer bestimm ten Ordnung schwach ist, eine gewünschte Lichtintensität erhalten werden, indem die optische Anordnung abgewandelt wird, beispielsweise durch Überlappen von mehreren ungenutz ten gebeugten Strahlen oder durch Verwendung eines aus einer transparenten Reliefstruktur mit geeigneter Gestalt und Tei lung, um lediglich gebeugtes Licht der 0. Ordnung und ein gewünschtes gebeugtes Licht höherer Ordnung freizusetzen.Also, if the unused diffracted light can determine one order is weak, a desired light intensity can be obtained by modifying the optical arrangement becomes unused, for example by overlapping several diffracted rays or by using one of a transparent relief structure with a suitable shape and part to only 0th order diffracted light and on to release desired higher order diffracted light.

Bei der in Rede stehenden Ausführungsform bewirkt eine Dre hung des zu vermessenden drehenden Objekts um eine Teilung des Beugungsgitters 7 eine Änderung von 2m π in der Phase des gebeugten Lichts der Ordnung m. In gleichartiger Weise ändert sich auch die Phase des durch das Gitter 7 erneut gebeugten Lichts der Ordnung n um 2n π. Demzufolge liefert die Lichtempfangseinrichtung insgesamt (2m-2n)-Sinuswel len, wobei die Größe der Drehung bei dieser Ausführungs form durch Erfassen dieser Sinuswellen ermittelt wird.In the embodiment in question, a rotation of the rotating object to be measured by a division of the diffraction grating 7 causes a change of 2 m π in the phase of the diffracted light of order m . In a similar manner, the phase of the light of the order n again diffracted by the grating 7 changes by 2 n π . Accordingly, the light receiving device provides a total of (2 m -2 n) -Sinuswel len, the amount of rotation in this embodiment is determined by detecting these sine waves.

Beispielsweise erzeugt im Fall der Verwendung eines Beugungs gitters mit einer Teilung von 3,2 µm und von gebeugten Strah len der 1. Ordnung und -1. Ordnung eine Drehung von 3,2 µm des drehenden Objekts vier Sinuswellen. Somit ist das Auflö sungsvermögen pro jede Sinuswelle gleich 3,2/4=0,8 µm oder ein Viertel einer Teilung des Beugungsgitters.For example, if diffraction is used grids with a pitch of 3.2 µm and a diffracted beam len of the 1st order and -1. Order a rotation of 3.2 µm of the rotating object four sine waves. So the resolution is capacity per each sine wave equal to 3.2 / 4 = 0.8 µm or a quarter of a division of the diffraction grating.

Die in Rede stehende Ausführungsform ist auch imstande, die Drehrichtung des drehenden Objekts zu bestimmen, indem der Lichtstrahl durch den Strahlenteiler 11 geteilt und zwi schen zwei Lichtstrahlen ein Phasenunterschied von 90° ge bildet wird.The embodiment in question is also able to determine the direction of rotation of the rotating object by dividing the light beam by the beam splitter 11 and forming a phase difference of 90 ° between two light beams.

Falls allein die Messung der Größe in der Drehung erforder lich ist, so können der Strahlenteiler 11, die Polarisatoren 12 sowie 13 und eine Sehzelle entfallen. If only the measurement of the size in the rotation is required, the beam splitter 11 , the polarizers 12 and 13 and a visual cell can be omitted.

Auch wird bei dieser Ausführungsform der aus einer Aberra tion zwischen der Drehmitte des drehenden Objekts und der Mitte des radialen Beugungsgitters 7 resultierende Meßfeh ler durch die Verwendung der gebeugten Strahlen von zwei zur Drehmitte annähernd symmetrischen Stellen M 1 und M 2 vermindert.Also in this embodiment, the measurement error resulting from an aberration between the center of rotation of the rotating object and the center of the radial diffraction grating 7 is reduced by the use of the diffracted beams from two points M 1 and M 2 approximately symmetrical to the center of rotation.

Anstelle der gebeugten Lichtstrahlen von zwei nahezu symme trischen Stellen können gebeugte Strahlen von mehreren will kürlichen Stellen verwendet werden, um eine im wesentlichen gleiche Wirkung zu erzielen. Beispielsweise können wirksam die gebeugten Strahlen von drei zueinander mit 120° beabstan deten Stellen verwendet werden.Instead of the diffracted light rays from two almost symme trical spots can have diffracted rays from multiple wants artificial places used to be an essentially to achieve the same effect. For example, can be effective the diffracted rays from three to each other with 120 ° beabstan used positions.

Auch kann der aus dem Unterschied in der Teilung zwischen der Außen- und der Innenseite des radialen Gitters hervor gerufene Einfluß der Wellenfrontaberration ausgeschaltet werden, indem eine der Drehachse nahe Strahlkomponente mit einer solchen des anderen, in die nahezu symmetrische Stelle eintretenden Strahls überlagert wird und die Strahlkompo nenten an der Außenseite in gleichartiger Weise überlagert werden.Also, the difference in the division between the outside and inside of the radial grid called influence of wavefront aberration switched off by using a beam component close to the axis of rotation with one of the other, in the almost symmetrical place entering beam is superimposed and the beam compo elements are superimposed on the outside in a similar manner will.

Bei der in Rede stehenden Ausführungsform bewegt sich das gebeugte Licht der bestimmten Ordnung auf demselben Lichtweg wie dasjenige des einfallenden Strahls zwischen dem Strah lenteiler 3 und dem Reflexionselement 8 oder 9, so daß das Überdecken der zwei gebeugten Lichtstrahlen am Strahlentei ler 3 erleichtert und die Präzision im Zusammenbau der gesam ten Vorrichtung gesteigert wird.In the embodiment in question, the diffracted light of the particular order moves on the same light path as that of the incident beam between the beam splitter 3 and the reflection element 8 or 9 , so that the covering of the two diffracted light beams on the beam splitter 3 facilitates and the precision is increased in the assembly of the entire device.

Falls die Meßgenauigkeit nicht kritisch ist, kann anstelle der zwei Lichtstrahlen von zwei zueinander symmetrischen Punkten nur ein Lichtstrahl zur Anwendung kommen. If the measurement accuracy is not critical, instead of of two light rays from two symmetrical to each other Only one light beam can be used.

Die Fig. 17 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Systems in Anwendung auf einen Verschlüßler, wobei zu Fig. 16 gleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind. FIG. 17 schematically shows a further embodiment of the optical system according to the invention applied to an encryptor, elements identical to FIG. 16 being designated with the same reference symbols.

Bei dieser Ausführungsform wird das vom Beugungsgitter 7 übertragene gebeugte Licht einer bestimmten Ordnung in ein Reflexionselement 8 eingeführt, während das reflektierte gebeugte Licht einer bestimmten Ordnung durch ein Prisma 27 mit einer reflektierenden Fläche, zwei Spiegel 18 sowie 25 und eine Zylinderlinse 21 zum Bezugsposition-Nachweis element 22 gelenkt wird, wobei der von diesem Nachweisele ment 22 übertragene Lichtstrahl durch eine Maske 23 von einer Lichtempfangseinrichtung 24 aufgenommen wird, um ein Bezugs positionssignal zu erhalten.In this embodiment, the diffracted light of a certain order transmitted by the diffraction grating 7 is introduced into a reflection element 8 , while the reflected diffracted light of a certain order is introduced through a prism 27 with a reflecting surface, two mirrors 18 and 25 and a cylindrical lens 21 for reference position detection is guided element 22, which is by this Nachweisele element 22 light beam transmitted through a mask 23 received by a light receiving device 24 to receive a reference to position signal.

Weitere bauliche Ausbildungen entsprechen der in Fig. 16 gezeigten Ausführungsform.Further structural designs correspond to the embodiment shown in FIG. 16.

Das Verfahren, um das Bezugspositonssignal zu erhalten, und die optische Anordnung sind nicht auf die in den vorstehen den Ausführungsformen beschriebenen Einzelheiten begrenzt, sondern können in irgendeiner Weise abgewandelt werden, so lange ein optisches Verfahren zur Anwendung gelangt.The method of obtaining the reference position signal and the optical arrangement are not based on those in the above limited to the details described in the embodiments, but can be modified in some way as long as an optical process is used.

Bei den vorgenannten Ausführungsformen können die λ/4-Plätt chen 4 und 5 an jeglichen Stellen zwischen dem Strahlentei ler und der Reflexionseinrichtung angeordnet werden. Ferner können die Sehzellen 14, 15 anstelle des übertragenen gebeug ten Lichts das reflektierte Licht gebeugte Licht empfangen.In the aforementioned embodiments, the λ / 4 plates 4 and 5 can be arranged at any point between the beam divider and the reflection device. Furthermore, the visual cells 14 , 15 can receive the reflected light diffracted light instead of the transmitted diffracted light.

Darüber hinaus können neben den gebeugten Lichtstrahlen, die für eine Messung und Ermittlung einer Bezugsposition verwendet werden, gebeugte Lichtstrahlen natürlich für ande re Zwecke genutzt werden. In addition to the diffracted rays of light, for a measurement and determination of a reference position diffracted light beams are used naturally for others re purposes are used.

Wenngleich die zuletzt beschriebenen Ausführungsformen auf einen drehenden Verschlüßler abgestellt sind, so kann der erläuterte technische Grundgedanke unmittelbar auf einen linearen Verschlüßler angewendet werden.Although the last described embodiments are based on a rotating encryptor are turned off, so the explained basic technical idea directly on a linear encryptors can be used.

Gemäß den erläuterten Ausführungsformen wird folglich ein Verschlüßler geschaffen, der imstande ist, ohne eine zusätz liche Lichtquelle und mit einem einfachen Aufbau ein Bezugs positionssignal auf einfache Weise zu liefern, indem außer dem gebeugten Licht einer bestimmten Ordnung, das zur maßli chen Erfassung des Bewegungszustands eines sich bewegenden Objekts verwendet wird, ein Lichtstrahl genutzt wird.Accordingly, according to the illustrated embodiments, a Encryptor created who is able without an additional Liche light source and with a simple structure a cover position signal in a simple manner by delivering the diffracted light of a certain order, Chen detection of the state of motion of a moving Object is used, a light beam is used.

Claims

1. Device for determining a reference position, marked by optical, a light beam on a movable, a reference position indicating structure ( 7 , 22 , 22 ', 61 , 62 , 73 , 143 , 144 ) directing devices and by several, one by the structure obtained detection light beam-detecting light receiving elements ( 14 , 15 , 24 A , 24 B ), wherein a reference position signal is generated when the outputs of the light receiving elements meet a certain relationship.

2. Device according to claim 1, characterized in that the structure is formed as a rectangular structure is.

3. Device according to claim 2, characterized in that the light beam is shaped as a slit-shaped light beam forms is.

4. The device according to claim 1, characterized in that the light beam consists of a laser beam.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized by two light receiving elements ( 14 , 15 ; 24 A , 24 B ), the reference position signal being generated at mutually identical outputs of the two light receiving elements.

6. Device for determining a reference position, marked by optical, a light beam on a moving or rotating object ( 6 ) directing devices and by a pair of light receiving elements ( 14 , 15 ; 24 A , 24 B ), which one when passing through a reference structure configured on the object ( 7 , 22 , 22 ′, 61 , 62 , 73 , 143 , 144 ) is received by the light beam reflected or transmitted by the spot formed by the light beam, a reference position signal being generated when the outputs of the pair of Light receiving elements become the same to each other.

7. The device according to claim 6, characterized in that the reference structure is designed as a rectangular structure det.

8. The device according to claim 6, characterized in that the light beam is a laser beam.

9. A device for determining a reference position, characterized by a pair of light beams ( 51 , 52 ; 141 , 142 ; 181 , 182 ; 191 , 192 ) on a moving or rotating object ( 6 ) directing optical devices and by a pair of light receiving elements ( 45 , 46 ; 54 , 55 ), each of which receives or transmits reflected light beams when a reference structure ( 53 , 61 , 62 , 73 , 143 , 144 ) formed on the object passes through the light spots obtained from the light beam pair, producing a reference position signal becomes when the outputs of the pair of light receiving elements become equal to each other.

10. The device according to claim 9, characterized in that the light rays are laser rays.

11. The device according to claim 9 or 10, characterized records that the reference structure along several structures the direction of movement of the object.

12. Device for determining a reference position, marked draws by optical, a beam of light on a moving bare structure directing a reference position Facilities and by a the central location of the reference structure in response to that reflected by it or ascertaining through this transmitted light beam Detection device, in response to the determ tion of the central position generates a reference position signal becomes.

13. encryptor, marked

means directed by a coherent light beam onto a diffraction grating ( 7 , 53 , 61 , 62 , 143 , 144 ) formed along the direction of movement or rotation of a moving or rotating object ( 6 ),
by optical devices which form interference fringes using a diffracted light beam emerging from the movement grating,
- by a detection device which detects the change in the intensity of the interference strips,
- By means of a part of the coherent light beam on the reference structure formed on the object ( 6 ), the device and
- by light receiving devices ( 14 , 15 , 24 A , 24 B ) which generate a reference position signal in response to the light beam reflected by or transmitted by the reference structure,
- The movement or rotation state of the object is detected from the output signals of the determining device and the light receiving devices.

14. encryptor, marked

means directed by a coherent light beam onto a diffraction grating ( 7 , 53 , 61 , 62 , 143 , 144 ) formed along the direction of movement or rotation of a moving or rotating object ( 6 ),
by optical devices which form interference fringes using a diffracted light emerging from the movement grating,
- by a detection device which detects the change in the intensity of the interference strips,
- By another diffracted light beam from the diffraction grating on a reference structure formed on the object structure and directing device
- by light receiving devices ( 14 , 15 , 24 A , 24 B ) which generate a reference position signal in response to the light beam reflected by or transmitted by the reference structure,
- The movement or rotation state of the object is detected from the output signals of the determining device and the light receiving devices.